Etude de la morphologie des éléments d'un spray liquide et de leur production

par Viet-Dung Ngo

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Christophe Dumouchel.


  • Résumé

    Les sprays sont fréquemment produits par l’éjection d’un écoulement liquide dans un environnement gazeux. Dépourvu de contrainte pariétale, l’écoulement est le siège de déformations croissantes qui conduisent à sa rupture en gouttes de taille, de vitesse et de forme différentes. La caractérisation expérimentale et mathématique de la forme des gouttes d’un spray liquide est le champ d’investigation de ce travail. Sur le plan expérimental, deux diagnostics, basés sur la diffraction laser (TDL) et l’analyse d’images (TAI) et n’opérant aucune ségrégation sur les gouttes en fonction de leur forme, sont utilisés pour caractériser des sprays riches en gouttes non sphériques. L’imagerie fait appel à une technique d’échantillonnage tomographique réglée pour assurer une comparaison avec le diagnostic laser. Sur le plan mathématique, l’analyse fait usage de la fonction Gamma-Généralisée à 3 paramètres (GG3P) amenant deux paramètres de dispersion et un paramètre de taille. En conclusion ce travail introduit la notion de système équivalent composé d’éléments sphériques et conservant la distribution surfacique d’échelle (distribution dépendant de la forme des gouttes) du système réel. Il démontre que la fonction GG3P permet une excellente reproduction de la distribution de diamètre des systèmes équivalents et que la TDL en produit une mesure fiable. Souvent discutée dans la littérature, la nécessité de deux paramètres de dispersions est justifiée ici, l’un deux caractérisant la population réelle des petites gouttes, l’autre corrigeant cette population pour reproduire l’effet des petites échelles portées par les gouttes déformées. Dans une seconde partie, la notion de système équivalent est utilisée pour étudier la rupture de ligaments liquides isolés. Dans cette situation, les systèmes équivalents sont constitués de cylindres dont l’évolution temporelle de la distribution de diamètre démontre qu’une diminution de la tension de surface améliore l���efficacité d’atomisation notamment en élargissant la dynamique d’échelle du processus de rupture.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (193 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 81 références

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  • Bibliothèque : Université de Rouen. Service commun de la documentation. Section sciences site Madrillet.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 13/ROUE/S027
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